探测装置和检测方法

专利名称：探测装置和检测方法
技术领域：
本发明涉及一种探测装置的技术领域，即，使排列有被检查芯片 的被检査基板载置在载置台上，并使该载置台移动，而使被检查芯片 的电极垫与探测卡的探测器接触，依次进行被检查芯片的电气检测。
背景技术：
迄今为止，为了检测在半导体晶片(以下简称晶片)上形成的IC芯
片的电气特性，在晶片的状态下，使用探测装置，进行探针测试。该
探测装置，具有一种使晶片载置在沿X、 Y、 Z方向可自由移动且绕Z 轴可自由旋转的晶片载置台上、并使在晶片载置台的上方设置的探测 卡的探测器例如探针与晶片的IC芯片的电极垫接触从而检测电气特性 的结构，控制晶片载置台的位置，使电极垫与探针接触。该晶片载置 台被驱动部沿X轴、Y轴、Z轴方向驱动。该晶片载置台的位置调节 根据在装载有晶片载置台的沿X、 Y、 Z方向可分别移动的三个载置台 上设置的线性标尺或者脉冲马达的编码器的检测值(根据检测脉冲而算 出的值)来进行。即，晶片载置台在根据上述检测值进行管理的驱动系 统的坐标上移动。
而且，使用摄像机对晶片的特定点和探针进行拍摄，根据摄像机 的位置和拍摄结果，通过演算能够求得用于使晶片的电极垫与探针接 触的驱动系统的X、 Y、 Z坐标上的位置(接触位置)。然后，使探针与 晶片接触，在此状态下，使晶片载置台稍微上升进行过渡驱动，用探 针削掉自然氧化膜，使探针与电极垫接触，从而进行测试(专利文献1)。
在这种探测装置中，存在当进行试验时将用于载置晶片的晶片载 置台加热至所定温度(设定温度)的情况，因而有时在晶片载置台上设置 加热单元和温度检测装置。而且，当加热晶片而进行试验时，在使用 温度检测装置确认了该晶片载置台的表面已被加热至设定温度的阶 段，通过计算确定接触位置而进行了晶片载置台的位置调节。然而，当加热晶片载置台时，即使晶片载置台的表面达到设定温度，而到均 匀地加热包括晶片载置台在内的载置台组件(XYZ工作台)的整体也需 要耗费较长的时间，因此，在使用摄像机进行拍摄后，例如在检测过 程中，晶片载置台的载置面的坐标位置发生变化。
另一方面，近年，电极垫日益微细化。因此，当电极垫与探针接
触的实际接触位置从接触位置相对于X、 Y方向位移时，很有可能产
生探针从电极垫窜出等的使探针与电极垫不能可靠地接触的情况。另
外，当电极垫与探针接触的实际接触位置从接触位置向z方向发生了
位移时，容易产生下述问题等。例如，当实际接触位置从接触位置偏
向探针侧时，探针会剌破电极垫；反之，当实际接触位置从接触位置 偏向电极垫侧时，则不能使探针与电极垫接触。因此，存在检测的可 靠性降低的问题。
另外，在专利文献1中，通过配置成使底座、摄像机、探测卡的 热膨胀系数统一，而极力抑制热膨胀对各构成部件的影响，来提高相 对于温度变化的稳定性。但是在专利文献1中记载的装置中，不能解 决上述的问题。:日本特开2004-152916号公报(段落编号0018、 0019)

发明内容
本发明，鉴于这种情况而完成，其目的在于提供一种探测装置
和检测方法，即使在检测中计算接触位置和实际接触位置之间产生误 差也能够自动地修正该误差，确保良好的接触精度，从而进行可靠性 高的检测。
关于本发明的探测装置，在载置台上载置被检查基板、使探测卡 的探测器与在该被检査基板上排列的被检查芯片的电极垫接触、进行
所述被检查芯片的电气检测，其特征在于，所述探测装置包括 第一工作台，其沿X方向可自由移动地设置在底座上； 第二工作台，其沿Y方向可自由移动地设置在该第一工作台上；
第三工作台，其沿z方向可自由移动地设置在该第二工作台上， 并具有所述载置台；
拍摄单元，其用于拍摄所述载置台上的被检查基板以及所述探测器；
Z位置计测单元，其用于测得所述载置台的Z方向的位置，并具
有设置在所述第二工作台和第三工作台的一方并沿z方向延伸的z标 尺、和设置在所述第二工作台和第三工作台的另一方并用于读取所述z
标尺的Z标尺读取部；
计算单元，其对于包括通过计测所述载置台的X方向和Y方向的 各位置的单元测得的X方向和Y方向的各位置以及Z方向的位置在内 的、在驱动系统的坐标上被管理的坐标位置，根据所述拍摄单元的拍 摄结果通过演算，求得被处理基板的电极垫与探测器接触的计算上的 接触位置；以及
在所述被处理基板的电极垫与探针接触的状态下，当使用所述Z 位置计测单元测得的所述载置台的Z方向的位置从预先设定了的计算 上的接触位置变化时，根据该变化量修正下次接触时接触位置的Z方 向的位置的单元。
另外，本发明的探测装置的特征在于 '在所述第三工作台上具有加热单元，用于加热在所述载置台上载 置的所述被检查基板。另外，计测所述载置台的X方向的位置的单元 具有固定在所述底座的X方向的中央部以及所述第一工作台的X方向 的中央部的一方并沿X方向延伸的X标尺，和设置在所述底座以及所 述第一工作台的另一方并用于读取所述X标尺的X标尺读取部。计测 所述载置台的Y方向的位置的单元具有固定在所述第一工作台的Y方 向的中央部以及所述第二工作台的Y方向的中央部的一方并沿Y方向 延伸的Y标尺、和设置在所述第一工作台以及所述第二工作台的另一 方并用于读取所述Y标尺的Y标尺读取部。
本发明的检测方法，在载置台上载置被检查基板，并使探测卡的 探测器与在被检査基板上排列的被检査芯片的电极垫接触，进行被检 査芯片的电气检测，其特征在于，所述探测方法包括
利用
第一工作台，其沿X方向可自由移动地设置在底座上； 第二工作台，其沿Y方向可自由移动地设置在该第一工作台上；
第三工作台，其沿z方向可自由移动地设置在该第二工作台上，
6并具有所述载置台；
拍摄单元，其用于拍摄所述载置台上的被检査基板以及所述探测
器；和
Z位置计测单元，其用于测得所述载置台的Z方向的位置，并具有设置在所述第二工作台和第三工作台的一方并沿Z方向延伸的Z标尺、和设置在所述第二工作台和第三工作台的另一方并用于读取所述Z标尺的Z标尺读取部，
针对包括通过计测所述载置台的X方向和Y方向的各位置的单元测得的X方向和Y方向的各位置以及Z方向的位置在内的、在驱动系统的坐标上被管理的坐标位置，
根据所述拍摄单元的拍摄结果通过演算，求得被处理基板的电极垫与探测器接触的计算上的接触位置的工序；以及
在所述被处理基板的电极垫与探测器接触的状态下，当使用所述Z位置计测单元测得的所述载置台的Z方向的位置从预先设定了的计算上的接触位置变化时，根据该变化量修正下次接触时接触位置的Z方向的位置的工序。
.
发明的效果
根据本发明，在第三工作台上固定第三线性标尺的基准尺，并在第三工作台的非可动部上固定扫描头，通过该第三线性标尺，能够检测载置有载置面的第三工作台的可动部的移动量和位移。因此，在本发明中，能够测得相对于移动至接触位置时的第三工作台的移动量产生的位移量，在测出位移的场合，通过控制部，能够根据位移量修正Z轴方向的接触位置。由此，在本发明中，即使在检测中因热膨胀等而在接触位置产生误差，也能够自动地修正该误差，确保探测器与电极垫的良好的接触精度，使电气检测的可靠性提高。


图1是表示本实施方式的探测装置1的整体的概略立体图。
图2是表示本实施方式的探测装置1的上部的侧视图。
图3是表示从第一线性标尺El侧观察本实施方式的第一工作台
721、第二工作台22的示意图。
图4是用于说明本实施方式的第一线性标尺E1的固定结构的示意图。
图5是用于说明本实施方式的第三线性标尺E3的固定结构的示意图。
图6是本实施方式的控制部4的结构示意图。
图7是用于说明本实施方式中第三线性标尺E3和第三工作台23之间的关系的示意图。
图8是用于说明修正本实施方式中接触坐标的位移时的状态的流程图。
图9是用于说明本实施方式中接触位置的修正状态的示意图。符号说明
1探测装置
2载置台
4控制部
20底座
21第一工作台-
21a第一导轨
21b第一滚珠螺杆
22第二工作台
22a第二导轨
22b第二滚珠螺杆
23第三工作台
23a固定板
23b标尺悬架部
23c载置台基座
23d加热部
23e冷却剂流通部
23g冷却剂供给通道
23f冷却剂排出通道
824卡盘顶部(载置台)
25第一拍摄单元
25a光学系统
25bCCD摄像机
26低倍率摄像机
31探测卡
32探测器
33第二拍摄单元
34移动体
40CPU
41工作存储器
42坐标数据输入部
43旋转量输入部
44拍摄数据输入部
45电动机驱动部
46图像处理程序
47接触坐标演算程序
48接触判定程序
49坐标修正程序
231第三工作台移动体
El第一线性标尺
E2第二线性标尺
E3第三线性标尺
Ell、E21、 E31 基准尺
E12、E22、 E32 扫描头
E13、E23、 E33 固定部
E14、E24、 E34 支撑部
W曰& 日日斤
具体实施例方式
图1是表示本实施方式的探测装置1的整体的概略立体图。图2是表示本实施方式的探测装置1的上部的侧视图。图3是表示从第一
线性标尺E1侧观察本实施方式的第一工作台21、第二工作台22的示意图。图4是用于说明本实施方式的第一线性标尺E1的固定结构的示意图。图5是用于说明本实施方式的第三线性标尺E3的固定结构的示意图。
如图1所示，本实施方式的探测装置1，具有底座20。在该底座20上，第一工作台21以可移动地支撑在沿X方向平行地延伸两条的第一导轨21a上的状态被载置。在该第一工作台21上，轴贯通有第一滚珠螺杆21b，其利用与该第一滚珠螺杆21b连接的、未图示的电动机的驱动力而沿X方向移动。另外，在第一工作台21上，沿Y方向可移动的第二工作台22，与第一工作台21同样地被支撑在第二导轨22a上、并以被第二滚珠螺杆22b轴贯通的状态进行载置。另外，本实施方式中X、 Y方向，为了方便是指平面直交坐标轴的一个轴于另一个轴。本发明的X、 Y方向并不限定为在本实施方式中特定的X、 Y方向。
在第二工作台22上，装载有通过未图示的电动机的驱动沿Z方向可移动的第三工作台23。在第三工作台23的第三工作台移动体231上，设置有以Z轴为旋转中心仅微量地自由旋转的(沿e方向微量例如左右仅各1度地自由旋转的)卡盘顶部(载置台)24。 gp，本实施方式的探测装置l中，使用第一、第二、第三工作台21、 22、 23、以及卡盘顶部24作为驱动部，能够使晶片W沿X、 Y、 Z、 9方向移动。XYZ载置台2由这些第一 第三工作台21 23构成。而且，在第三工作台23上，设置有用于加热在卡盘顶部24上载置的晶片(被检查基板)W的加热部23d、和用于冷却晶片W的冷却剂流通部23e。在该冷却剂流通部23e上，连接有用于供给冷却剂的冷却剂供给通道23g和用于排出冷却剂的冷却剂排出管23f。
在卡盘顶部24的上方，配设有探测卡31。如图2所示，该探测卡31通过嵌入环52被安装在相当于探测装置1的外壳体的顶部的顶板51上。在探测卡31的上表面侧有与未图示的检测头电连接的电极组，而在其下表面侧，与晶片W的电极垫的排列对应地设置有与该电极组分别电连接的探测器例如由向斜下方延伸的金属线构成的探测器32。
10再者，探测器32也可以是由相对晶片W的表面垂直地延伸的垂直针(线 材探测器)、或在柔软的薄膜上形成的金突起电极等。
在第三工作台23上设置有固定板23a，在该固定板23a上，装载 有作为下摄像机的第一拍摄单元25。该第一拍摄单元25被如下所述地 构成。即，为了能够放大地拍摄探测器32的针尖的图像，组合使用高 倍率的光学系统25a和CCD摄像机25b。另外，在固定板23a上，与 第一拍摄单元25邻接地装载有用于能够遍及宽广范围地对探测器32 的排列进行拍摄的低倍率摄像机26。另外，在固定板23a上设置有目 标板28，以使目标板28通过进退机构27相对于第一拍摄单元25的调 焦面沿着与光轴交叉的方向进退。
在卡盘顶部24和探测卡31之间的区域，与第一拍摄单元的结构 大致相同的第二拍摄单元33装载在移动体34上，移动体34沿Y方向 可自由移动地支撑在未图示的导轨上。而且，目标板28构成为用第一 拍摄单元25和第二拍摄单元33可识别图像，例如在透明的玻璃板上 形成定位用的被拍摄体。
在本.实施方式的探测装置1中，在第一 第三工作台21、 22、 23 上，分别设置有作为本发明的特征部分的第一线性标尺E1、第二线性 标尺E2、第三线性标尺E3。第一 第三线性标尺E1 E3包括以所 定密度等间隔地形成有狭缝的基准尺Ell、 E21、 E31;设置有具有发 光部和光电传感器的狭缝检测系统以及信号处理电路的扫描头E12、 E22、 E32;用于以可读取基准尺Ell、 E21、 E31的状态固定上述的扫 描头E12、 E22、 E32的固定部E13、 E23、 E33;以及支撑部件E14、 E24、 E34。
第一 第三线性标尺E1 E3在进行位置计测的期间，从扫描头 E12 E32向基准尺E11 E31连续地发射两种脉冲，使用扫描头E12 E32，检测基准尺E11 E31的狭缝的数目，由此，计测位置。而且， 扫描头E12 E32可以根据已发射的两种脉冲波之中哪一种脉冲波被 反射回来的结果，检测第一 第三工作台21 23相对于基准尺E11 E31向哪一方向移动。因此，在具有第一 第三线性标尺E1 E3的本 实施方式的探测装置1中，通过将扫描头E12 E32向右或向下移动的 情况设为"+"、扫描头E12 E32向左或向上移动的情况设为"-"来
ii进行检测，从而，可以将第一 第三工作台21 23的坐标上的位置作 为以在基准尺E11 E31上设置的原点为基准的绝对坐标系的数据来 计测。
如图4所示，基准尺Ell通过作为固定件的环氧树脂以稍微从底 座20浮起的状态，如图3所示的那样地被固定在底座20侧面的X方 向的中央部(在本实施方式中，该X方向的中央部是指从底座20的X 方向的中心线向左右例如各具有3mm的距离的范围)。该基准尺Ell 仅在上述中央部的一个部位被固定在底座20，并以能够确保基准尺E11 的水平度的状态被固定。再者，扫描头E12通过支撑部件E14以可读 取基准尺Ell的状态，被固定在第一工作台21上表面的X方向的中央 部(在本实施方式中，该X方向的中央部是指从第一工作台21的X方 向的中心线向左右例如各具有3mm的距离的范围)。另外，基准尺E21， 在第一工作台21的侧面上以与第一线性标尺E1同样的状态，即，被 固定在第一工作台21的Y方向的中央部，扫描头E22通过固定部E23 和支撑部件E24，以与第一线性标尺E1同样的状态，gp，被固定在第 二工作台22的Y方向的中央部。
另外，如图5所示，基准尺E31的一端侧，通过作为固定部件的 环氧树脂，被粘接在与第三工作台移动体231的卡盘顶部24所具有的 表面垂直地设置的标尺悬架部23b上。而且，基准尺E31被粘接在标 尺悬架部23b上时，优选其端部以位于第三工作台23的卡盘顶部24 的载置面的近旁例如从载置面看5mm以内的方式进行固定。再者，扫 描头E3.2通过支撑部件E34，以可读取基准尺E31的状态，被固定在 固定部E33，该固定部E33被设置在第二工作台22上固定的第三工作 台23的载置台基座23c上。因此，在本实施方式的探测装置1中，通 过如上所述地配置第一 第三线性标尺E1 E3，能够将卡盘顶部24 的位置作为X、 Y、 Z轴上的坐标进行计测。
再者，在本实施方式中，作为第一 第三线性标尺E1 E3，使用 HAIDENHAIN株式会社制造的递增线性编码器LIDA483。因此，为使 进行晶片W的电气检测时加热晶片W的温度不影响取决于温度变化 的坐标位置的计测精度，使用热膨胀系数非常小的Zerodur玻璃陶瓷 (Zerodur是SCHOTT AKT正NGESELLSCHAFT公司的注册商标。)，来形成基准尺Ell、 E21、 E31。另外，还使用具有与各基准尺相同的 热膨胀系数的材质，形成标尺悬架部23b。然而，本发明的实施的方式， 并不限定于此，只要能够发挥与上述线性标尺同等的作用且具有同等 的效果，也可使用其它的线性标尺。
上述的第一、第二、第三线性标尺E1、 E2、 E3，向与第一、第二、 第三线性标尺E1、 E2、 E3连接的控制部发送测得的坐标位置的数据。 图6是用于显示本实施方式的控制部4的主要结构要素的示意图。如 图6所示，该控制部4具有CPU40和作为CPU40的工作区的工作存 储器41，并且，该控制部4设置有坐标数据输入部42，其从第一、第 二、第三线性标尺E1、 E2、 E3输入位置坐标的计测值；旋转量输入部 43，其可输入卡盘顶部24的旋转量；拍摄数据输入部44，其可输入第 一和第二的拍摄单元25、 33的拍摄数据；电动机驱动部45，其驱动控 制作为第一、第二、第三工作台21、 22、 23以及卡盘顶部24的驱动 源的未图示的电动机。
另外，在控制部4中具有图像处理程序46，其用于处理被输入的 拍摄数据；接触坐标演算程序(演算方法)47，其可根据被图像处理程序 46处理了的图像数据求得与晶片W和探测器32的接触位置(接触位置) 相对应的接触坐标；接触判定程序48，其用于监视晶片W的电极垫与 探测器32接触的接触状态和卡盘顶部24的坐标上的位置并判定接触 是否正常进行；以及坐标修正程序49，其用于当在接触位置产生位移 时修正接触坐标。而且，这些程序被存储在计算机存储介质中，例如 存储在软盘、微型光盘、MO(光磁盘)、硬盘等的未图示的存储部中， 并以可执行的状态被控制部4展开。
接着，说明本实施方式的作用。首先，将通过预定位针对其朝向 等中心的多点预先进行了大致定位的晶片W载置在卡盘顶部24上。 接着，将目标板28推进至第一拍摄单元25和第二拍摄单元33之间， 使第一拍摄单元25的焦点和第二拍摄单元33的焦点在目标板28的位 置重合。然后，使目标板28后退，使第一拍摄单元25移动，对探测 卡31的探测器32进行拍摄；使第二拍摄单元33移动，对晶片W的 IC芯片的电极垫进行拍摄。由此，在该探测装置l中，由于能够使第 一拍摄单元25的焦点和第二拍摄单元33的焦点彼此重合，所以能够
13使用共同的拍摄单元对晶片W和探测卡31进行拍摄。然后，用拍摄
数据输入部44接收被两个拍摄单元发送的图像数据，用图像处理程序 46处理该拍摄数据，并且向接触坐标演算程序47输入该处理结果，从 而进行演算，由此确定晶片W与探测卡31的接触坐标。
在确定了接触坐标后，探测装置1的控制部4在工作存储器41内 已确保的存储区，存储己确定的接触坐标的数据，进行晶片W的电气 检测。即，探测装置1读出已在存储区存储的、作为接触位置被第一 第三线性标尺E1 E3管理的X、 Y、 Z轴上的各坐标值。然后，为了 使卡盘顶部24移动至接触位置，通过控制部4，从电动机驱动部45 向未图示的各电动机供给驱动脉冲，使第一、第二、第三工作台21、 22、 23移动，以使晶片W可从垂直方向即与Z轴平行的方向与探测卡 31接触。而且，各载置台的位置坐标，在被第一、第二、第三线性标 尺E1、 E2、 E3计测后，通过坐标数据输入部42，被输入至控制部4， 如果被输入的计测值与接触坐标的值一致，则停止来自电动机驱动部 45的驱动脉冲的供给。
. 然后，_在探测装置1中，在使晶片W与探测器32接触后，再从 此状态使卡盘顶部24稍微上升并施加过驱动，用探测器32削掉自然 氧化膜，使晶片W的一部分的电极垫与探测器32接触。通过施行上 述的部分接触，进行晶片W的电气检测。而且，在该检测部分的晶片 W的电气检测结束后，使卡盘顶部24下降而使晶片W与探测器32离 开，在使卡盘顶部24移动至晶片W的下一检测部分与探测器32接触 的位置并使晶片W与探测器32接触，并施加过驱动而进行晶片W的 电气检测。然后，反复地施行该工序，结束对所有的IC芯片的检测。 而且，在该探测装置l中，由于用通过第三线性标尺E3测得的绝 对坐标系的数据计测第三工作台23的Z轴方向的位置，所以处于即使 第三工作台23发生了伸縮在接触位置也不会发生位移的状态。参照图 7对该第三工作台23和第三线性标尺E3的状态进行说明。这里，图7 是用于说明本实施方式中第三线性标尺E3和第三工作台23之间的关 系的示意图。
在本实施方式的探测装置1中，预先在工作存储器41内存储载置 位置和已确定的接触坐标的数据，根据该被存储的接触坐标等的数据，施行接触。这里，为了便于说明，将从如图7(a)所示的原点位置隔开规 定距离的Z轴方向的坐标A点设为晶片W的载置位置，将从该坐标A 点隔开15个刻度的坐标B点设为接触坐标，使该坐标数据存储在工作 存储器41内。而且，由于基准尺E31的长度不发生改变，所以第三工 作台23的上表面和坐标B点之间的距离始终保持为L。在此状态下， 在本实施方式的探测装置1中，通过控制部4的接触判定程序48， 一 旦确认达到坐标A点，就判定第三工作台23位于载置位置而使移动停 止； 一旦确认达到坐标B点，就判定第三工作台23位于接触位置而使 移动停止。
该第三工作台23当由如图7(a)所示的通常状态向如图7(b)所示的 第三工作台23因例如热膨胀等而伸长并使卡盘顶部24的沿Z轴坐标 方向的位置上升了的状态变化时，由于基准尺E31向上方上升dl距离， 所以在载置位置停止的期间，如果第三工作台23伸长，则扫描头E32 的读入坐标就错开至A1。另外，当由如图7(a)所示的通常状态向如图 7(c)所示的第三工作台23縮短了的状态变化时，由于基准尺E31向下 方下降d2距离，所以在载置位置停止的期间，如果第三工作台23縮 短时，则扫描头E32的读入坐标就错开至A2。
然而，该探测装置1的控制部4，在确认扫描头E32达到作为接 触位置的坐标B点的时刻，判定第三工作台23位于接触位置而使移动 停止。因为从坐标B点至第三工作台23的上表面的距离始终为L，所 以即使第三工作台23发生了伸縮，第三工作台23的上表面的停止位 置也始终保持同一。因此，在本实施方式的探测装置1中，即使第三 工作台23发生了伸縮，接触位置也不发生改变。因此，在本实施方式 的探测装置1中，通过设置第三线性标尺E3，即使在第三工作台23 发生了 Z轴方向的伸縮的情况下，也能够使晶片W与探测器32高精 度地接触。
另外，在本实施方式的探测装置1中，具有控制部4的接触判定 程序48和坐标修正程序49，使得即使在下述情况下也能够进行可靠性 高的检测，S卩，基于在仅具有第三线性标尺E3仍不能进行检测的第一 工作台21、第二工作台22上产生向Z轴方向的因热膨胀的伸长或因热 收縮的縮短、在探测卡31上产生因热膨胀或热收縮的挠曲变形、或者
15在探测器32上产生因热膨胀的伸长或因热收縮的缩短等现象，而产生 Z轴方向的位移。接着，关于本实施方式的探测装置1的接触坐标的修
正状态，使用图8和图9，进行说明。
图8是用于说明对因第一、第二、第三工作台21、 22、 23、以及 探测卡31的伸縮而产生的接触坐标的位移进行修正时的状态的流程 图。图9是用于说明如图8所示的接触位置的修正状态的示意图。在 本实施方式的探测装置1中，通过控制部4的接触判定程序48，监视 晶片W的电极垫与探测器32接触的接触状态和卡盘顶部24的坐标位 置。如图8所示，该接触判定程序48在步骤S200，读入在工作存储器 41的存储区存储的晶片W与探测器32接触的接触坐标的数据，根据 该读入的数据，在步骤S201，开始第一 第三工作台21 23的移动， 以使卡盘顶部24向接触位置的绝对坐标移动。
接着，接触判定程序48在步骤S202，用与探测卡31连接的未图 示的计测仪器检测晶片W与探测器32的接触。在测出晶片W与探测 器32已接触的情况下，然后在步骤S203，使卡盘顶部24稍微上升， 施加过驱动，用探测器32削掉自然氧化膜，使晶片W的电极垫与探 测器32接触，开始进行作为晶片W的检测对象的IC芯片的电气检测。 而且，在本实施方式的探测装置I中，在作为晶片W的检测对象的IC 芯片的电气检测中，在步骤S204，处于监视第三线性标尺E3的状态。 在第三线性标尺E3未发生位移的情况下，在步骤S206，确认作为晶 片W的检测对象的IC芯片的电气检测是否结束。在尚在检测中的情 况下，返回至步骤S203，继续进行IC芯片的电气检测和第三线性标尺 E3的监视，直至通过步骤S206能够确认成为晶片W的检测对象的IC 芯片的电气检测已结束。
而且， 一旦通过步骤S206确认晶片W的检测已结束，就通过步 骤S207确认该晶片W上是否剩有另外应检测的IC芯片。在晶片W上 还有应检测的IC芯片的情况下，在步骤S200，读入与下一个晶片W 的IC芯片接触的接触位置的坐标数据，反复地施行上述工序。在晶片 W上应检测的IC芯片未残存的场合，判定该晶片W的电气检测已经 完成，从而结束检测工作。
另一方面，如图9(a)所示，在进行晶片W的电气检测的期间，在第一工作台21、第二工作台22上产生向Z轴方向的因热膨胀的伸长或 者在探测器32上产生因热膨胀的伸长等的情况下，通过步骤S204，能 够测得在晶片W的电气检测中第三线性标尺E3发生了位移，由此， 能够测得在接触坐标和、晶片W与探测器32实际接触的接触位置之 间发生了位移。在通过步骤S204测得在接触坐标和、晶片W与探测 器32实际接触的接触位置之间发生了位移的场合，接触判定程序48 判定接触未正常地施行，通过步骤S205，在工作存储器41内存储该时 刻的第三线性标尺E3的计测值。
然后，通过坐标修正程序49，根据在工作存储器41内已存储的该 时刻的第三线性标尺E3的计测值，修正在工作存储器41内存储的接 触位置的坐标数据，更新接触位置的坐标数据。而且，在通过步骤S205 修正接触位置的坐标后，通过步骤S206，确认成为晶片W的检测对象 的IC芯片的电气检测是否结束。在尚在检测中的场合，返回步骤S203， 施行上述的工序，进行晶片W的IC芯片的电气检测。
另一方面，如图9(b)所示，在第一工作台21、第二工作台22上产 生向Z轴方向的因热收縮的縮短或者在探测器32上产生因热收縮的縮 短等情况下，因为通过步骤S202不能测出晶片W与探测器32已接触， 所以能够测得在接触位置发生了位移。在通过步骤S202测得在接触位 置发生了位移的场合，接触判定程序48通过步骤S208，使卡盘顶部 24分别按规定量例如基准尺E31的一个刻度逐渐上升；反复地施行步 骤S208的工序，直至通过步骤S209能够确认晶片W与探测器32己 接触。而且，在通过步骤S209、用检测器测出晶片W与探测器32已 接触的场合，通过步骤S210，在工作存储器41内，存储该时刻的第三 线性标尺E3的计测值。
然后，通过坐标修正程序49，根据在工作存储器41内已存储的该 时刻的第三线性标尺E3的计测值，修正在工作存储器41内存储的接 触位置的坐标数据，更新接触位置的坐标数据。而且，在通过步骤S210 修正接触位置的坐标后，通过步骤S203，使卡盘顶部24稍微上升施加 过驱动，用探测器32削掉自然氧化膜，如此地使晶片W的电极垫与 探测器32接触，开始进行成为晶片W的检测对象的IC芯片的电气检 测。然后，施行上述的各工序，进行晶片W的IC芯片的电气检测。因此，在本实施方式的探测装置1中，通过反复地施行如图8所 示的操作工序，能够完成晶片W的所有的IC芯片的电气检测。在使
晶片W与探测器32接触而进行IC芯片的电气检测的期间，始终通过 接触判定程序48检测在晶片W与探测器32接触的接触位置是否发生 位移。在发生了位移的场合，能够通过坐标修正程序49自动地修正接 触位置。
因此，在通过加热部23d加热晶片W或者通过冷却剂流通部23e 冷却晶片W的状态下进行晶片W的电气检测时，即使不仅在第三工 作台23上、而且在第一工作台21、第二工作台22和探测卡31等上发 生Z轴方向的伸縮，在通过演算确定了的接触坐标和实际的接触位置 的坐标之间发生了误差，也能够检测出基于这些伸縮的Z轴方向的位 移，并能够根据该测得的位移自动地修正接触位置。由此，在本实施 方式的探测装置l中，能够高精度地保持Z轴方向的接触位置，从而 能够确保晶片W的电极垫与探测器32的良好的接触精度，提高电气 检测的可靠性。
另外，在本实施方式的探测装置r中，处于通过在分别固定有基 准尺Ell、 E21和扫描头E12、 E22的部件的中央部仅在一点固定的第 一线性标尺E1、第二线性标尺E2来检测X、 Y轴方向的坐标的状态。 因此，例如即使固定有各基准尺和扫描头的部件因热膨胀而变形，也 因基准尺和扫描头被固定的位置成为热膨胀的基点，而使基准尺和扫 描头的固定位置不会改变。作为结果，基准尺和扫描头的相对位置不 改变。而且，因为基准尺Ell、 E21在加热晶片W的温度下计测精度 并不降低，所以即使固定有各标尺和扫描头的部件因热膨胀而变形， 也能够以与该固定部件变形前的精度相同的精度，计测第一工作台21、 第二工作台22的坐标上的位置。
在上述的本实施方式的探测装置1中，在第三工作台23的卡盘顶 部24的载置面的近旁例如从载置面看5mm以内的位置固定第三工作 台E3的基准尺E31，并且在第三工作台23的非可动部固定扫描头E32， 从而通过计测性能不发生变化的第三线性标尺E3，能够计测装载有卡 盘顶部24的第三工作台23的可动部的位置。因此，能够测得第三工 作台23的接触位置产生的任何位移，在测出位移的场合，能够根据位
18移量修正Z轴方向的接触位置。由此，在探测装置l中，即使检测中 因热膨胀等而在接触位置产生误差，也能够自动地修正该误差，确保
探侧器32与晶片W的电极垫的良好的接触精度，使电气检测的可靠
性提高。
而且，在本实施方式的探测装置1中，在测出晶片W与探测器32 己接触的场合，通过步骤S207、步骤S209，立即使卡盘顶部24稍微 上升，施加过驱动，用探测器32削掉自然氧化膜，使晶片W的电极 垫与探测器32接触，进行电气检测。本发明的实施方式并不限定于此。 例如，可以在测出晶片与探测器已接触后，在此状态下，待机一定时 间例如IO秒钟，在测出晶片与探测器已接触后设置一定时间的延时， 由此，判定各载置台和探测卡等是否正在发生伸缩。
19
权利要求
1. 一种探测装置，在载置台上载置被检查基板、使探测卡的探测器与在该被检查基板上排列的被检查芯片的电极垫接触、进行所述被检查芯片的电气检测，所述探测装置的特征在于，包括第一工作台，其沿X方向可自由移动地设置在底座上；第二工作台，其沿Y方向可自由移动地设置在该第一工作台上；第三工作台，其沿Z方向可自由移动地设置在该第二工作台上，并具有所述载置台；拍摄单元，其用于拍摄所述载置台上的被检查基板和所述探测器；Z位置计测单元，其用于测得所述载置台的Z方向的位置，并具有设置于所述第二工作台和第三工作台的一方并沿Z方向延伸的Z标尺、和设置于所述第二工作台和第三工作台的另一方并用于读取所述Z标尺的读取部；计算单元，其对于包括通过用于计测所述载置台的X方向和Y方向的各位置的单元测得的X方向和Y方向的各位置以及Z方向的位置的、在驱动系统的坐标上被管理的坐标位置，根据所述拍摄单元的拍摄结果，通过演算求得被处理基板的电极垫与探测器接触的计算上的接触位置；以及在所述被处理基板的电极垫与探针接触的状态下，当使用所述Z位置计测单元测得的所述载置台的Z方向的位置从已预先设定的计算上的接触位置变化时，根据该变化量修正下次接触时的接触位置的Z方向的位置的单元。
2. 如权利要求l所述的探测装置，其特征在于在所述第三工作台上具有加热单元，其用于加热在所述载置台上载置的所 述被检査基板。
3.如权利要求1或者2所述的探测装置，其特征在于计测所述载置台的X方向的位置的单元具有固定于所述底座的X方向的中 央部和所述第一工作台的X方向的中央部的一方并沿X方向延伸的X标尺，和 设置于所述底座和所述第一工作台的另一方并用于读取所述X标尺的读取部，计测所述载置台的Y方向的位置的单元具有固定于所述第一工作台的Y方向的中央部和所述第二工作台的Y方向的中央部的一方并沿Y方向延伸的Y标 尺、和设置于所述第一工作台和所述第二工作台的另一方并用于读取所述Y标 尺的读取部。
4. 一种探测方法，在载置台上载置被检査基板，并使探测卡的探测器与在 被检查基板上排列的被检查芯片的电极垫接触，进行被检查芯片的电气检测， 所述探测方法特征在于，包括利用第一工作台，其沿X方向可自由移动地设置在底座上； 第二工作台，其沿Y方向可自由移动地设置在该第一工作台上；第三工作台，其沿z方向可自由移动地设置在该第二工作台上，并具有所 述载置台；和 -Z位置计测单元，其用于测得所述载置台的Z方向的位置，并具有设置于 所述第二工作台和所述第三工作台的一方并沿Z方向延伸的Z标尺、和设置于 所述第二工作台和所述第三工作台的另一方并用于读取所述Z标尺的读取部，对于包括通过用于计测所述载置台的X方向和Y方向的各位置的单元测得 的X方向和Y方向的各位置和Z方向的位置的、在驱动系统的坐标上被管理的 坐标位置，根据拍摄所述载置台上的被检査基板和所述探测器的拍摄结果，通 过演算求得被处理基板的电极垫与探测器接触的计算上的接触位置的工序；以及 —在所述被处理基板的电极垫与探测器接触的状态下，当使用所述Z位置计 测单元测得的所述载置台的Z方向的位置从已预先设定的计算上的接触位置变 化时，根据该变化量修正下次接触时的接触位置的Z方向的位置的工序。
全文摘要
本发明提供一种探测装置和检测方法，即使在检测中接触位置和实际接触位置之间产生误差也能够自动地修正该误差确保良好的接触精度，从而进行可靠性高的检测。第三工作台(23)固定第三线性标尺(E3)的基准尺(E31)，并在第三工作台(23)的非可动部固定扫描头(E32)，通过计测性能不发生变化的第三线性标尺(E3)计测第三工作台(23)的可动部的位置。因此，能够检测第三工作台(23)的接触位置的位移，并能够根据位移量修正Z轴方向的接触位置。由此，即使在检测中因热膨胀等而在接触位置产生误差，也能够自动地修正该误差，从而能够确保探测器(32)与晶片W的电极垫的良好的接触精度，提高电气检测的可靠性。
文档编号G01R31/28GK101498764SQ200910006019
公开日2009年8月5日 申请日期2009年1月22日 优先权日2008年1月31日
发明者下山宽志, 矢野和哉, 铃木胜 申请人:东京毅力科创株式会社